(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィプロセスの性能のパラメータを測定する方法であって、
（ａ）少なくとも１つのリソグラフィステップを用いて、基板上に、該基板上で互いに隣接して位置決めされかつ各々の第１および第２の周期性を有する第１および第２のサブパターンを含むパターンを形成することと、
（ｂ）前記隣接する第１および第２のサブパターンを観察して、前記第１および第２の周期性の周波数より低い周波数における第３の周期性を有するビート成分を含む組合せ信号を得ることと、
（ｃ）前記組合せ信号から、前記リソグラフィプロセスの性能の測定値を計算することと、
を含み、前記計算された測定値は、前記ビート成分の位相によって、少なくとも部分的に決定される、方法。
【請求項２】
前記第１および第２のサブパターンは、共に同じリソグラフィステップにおいて形成され、前記サブパターンのうちの少なくとも１つは、もう１つのサブパターンに対して見掛けの位置を有するように形成され、該見掛けの位置は、前記性能パラメータに依存する、請求項１に記載される方法。
【請求項３】
前記性能パラメータは、前記リソグラフィステップにおいて前記基板上に形成された特定のフィーチャタイプの寸法である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記サブパターンのうち少なくとも１つは、マークの周期的な配列を含み、前記マークの各々は、ソリッド部分と細分化された部分とを有し、各マークの前記見掛けの位置は、ステップ（ｂ）において観察された場合、前記リソグラフィプロセスの前記性能パラメータに依存する、請求項１、２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１および第２のサブパターンは、別個のリソグラフィステップにおいて形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記性能パラメータは、オーバーレイである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ステップ（ｂ）において、前記第１および第２のサブパターンの観察は、光学的に組み合わせられ、前記ビート成分を既に含む電子信号に変換される、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記パターンは、前記電子信号を生成するように、センサを用いて前記パターンをスキャンすることにより観察され、それにより前記ビート成分は、前記スキャン中に、前記電子信号において時変成分として現れる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ステップ（ｂ）において、前記第１および第２のパターンの観察は、同時に行われ、前記組合せ信号が得られるように後に電子的に組み合わせられる第１および第２の電子信号に変換される、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
リソグラフィプロセスの性能のパラメータを測定する装置であって、
前記リソグラフィプロセスを用いて、基板上に形成されたパターンを観察するように動作可能なセンサであって、該パターンは、該基板上で互いに隣接して位置決めされかつ各々の第１および第２の周期性を有する第１および第２のサブパターンを含む、センサと、
前記隣接する第１および第２のサブパターンの観察を組み合わせて、前記第１および第２の周期性の周波数より低い周波数における第３の周期性を有するビート成分を含む組合せ信号を得るための配置と、
前記組合せ信号から、前記リソグラフィプロセスの性能の測定値を計算するためのプロセッサであって、該計算された測定値は、前記ビート成分の位相によって少なくとも部分的に決定される、プロセッサと、
を備える装置。
【請求項１１】
動作時、前記第１および第２のサブパターンの前記観察は、前記ビート成分を既に含む電子信号に変換される前に、光学的に組み合わせられる、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記センサは、前記電子信号を生成するように、前記パターンをスキャンすることにより前記観察を行うように構成され、それにより前記ビート成分は、前記スキャン中に、前記電子信号において時変成分として現れる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記組合せ配置は、前記第１および第２のパターンの観察を、第１および第２の電子信号の形態で得て、前記第１および第２の電子信号を組み合わせて前記組合せ信号を得るように構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
リソグラフィプロセスによってマークがその上に形成されている基板であって、該マークは、前記リソグラフィプロセスの性能のパラメータの測定に用いられるように適応され、また、前記基板上で互いに隣接して位置決めされかつ各々の第１および第２の周期性を有する第１および第２のサブパターンを含み、該サブパターンは、１つのサブパターンの、もう１つのサブパターンに対する見掛けの位置が、前記性能パラメータに依存するように形成され、前記第１および第２の周期性は、前記第１および第２の周期性の周波数より低い周波数における第３の周期性を有するビートパターンを生成するような周期性であり、それにより、前記性能パラメータの変化は、前記ビートパターンの前記位置の変化から推測可能である、基板。
【請求項１５】
前記サブパターンのうち少なくとも１つは、バーの周期的な配列を含み、該バーの各々は、ソリッド部分と細分化された部分とを有し、各バーの前記見掛けの位置は、観察された場合、前記リソグラフィプロセスの前記性能パラメータに依存する、請求項１４に記載の基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、測定方法、リソグラフィ装置および基板に関する。かかる方法は、リソグラフィプロセスの性能の測定、例えばクリティカルディメンションまたはオーバーレイ性能を測定するように適用されうる。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ以上のダイの一部を含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射するいわゆるステッパ、および放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射するいわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。
【０００３】
[0003]  リソグラフィプロセスをモニタリングするために、パターン形成された基板のパラメータが測定される。パラメータには、例えばパターン形成された基板内または上に形成された連続層間のオーバーレイエラーや、クリティカルなライン幅（通常ＣＤと省略されるクリティカルディメンション）が含まれうる。オーバーレイおよびＣＤは、（露光後で、現像の前または後に）感光性レジストにおいて、または、エッチング、堆積等により形成された実際のプロダクトフィーチャにおいて測定することができる。これらの測定は、プロダクト基板および／または専用メトロロジターゲット上で行われうる。リソグラフィプロセスにおいて形成された微細構造を直接的に測定するための様々な技術があり、これには、走査電子顕微鏡および様々な専門ツールの使用が含まれる。高速かつ非侵襲式の専門検査ツールはスキャトロメータであり、スキャトロメータでは放射ビームが基板の表面上のターゲットに向けられ、散乱または反射されたビームの特性が測定される。基板によって反射または散乱される前と後でのビームの特性を比較することによって、基板の特性を決定することができる。これは、例えば、反射ビームを、既知の基板特性に関連付けられている既知の測定のライブラリ内に記憶されたデータと比較することによって行うことができる。
【０００４】
[0004]  電子顕微鏡法と比べて、スキャトロメトリは、リソグラフィ生産セルまたはクラスタ内に密接に組み込まれた計器において、ＣＤおよびオーバーレイの比較的高速な測定が行われることを可能にする。これらの測定の結果は、性能をよりインタラクティブに調節するようにリソグラフィ装置の制御システムまたは他の処理ツールにフィードバックまたはフィードフォワードされることが可能である。しかしながら、スキャトロメトリは、通常、リソグラフィ装置自体の隣に設けられる複雑でかつ計算要求の厳しい計器を使用する。リソグラフィ装置は、付与されたパターンのあらゆる部分をそれらの所望の位置に配置するように、基板およびパターニングデバイスの位置決めおよびマッピング用の非常に正確なメトロロジシステムを含むが、通常は、オーバーレイまたはＣＤは直接測定しない。
【０００５】
[0005]  用途に応じて、オーバーレイまたはＣＤの制御は、製造されたデバイスの優れた性能のためには極めて重要でありうる。ダブルパターニング技術により今日作られる最高密度の構造体では、ＣＤを特定の範囲内に維持することのみならず、様々なプロセスステップにおいて達成されたＣＤを一致させることも重要でありうる。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]  リソグラフィ装置自体内での位置測定のために通常使用されるタイプのセンサを用いて、数あるパラメータの中でも特にＣＤおよびオーバーレイを測定可能なメトロロジ方法が提供される。基板上に形成されたマークを変更してかつセンサの出力信号のデータ処理を変更することによって、この新しい目的のために既存の計器を使用することができる。
【０００７】
[0007]  本発明の第１の態様では、リソグラフィプロセスの性能のパラメータを測定する方法が提供される。この方法は、
（ａ）少なくとも１つのリソグラフィステップを用いて、基板上に、該基板上で互いに隣接して位置決めされかつ各々の第１および第２の周期性を有する第１および第２のサブパターンを含むパターンを形成することと、
（ｂ）隣接する第１および第２のサブパターンを観察して、第１および第２の周期性の周波数より低い周波数における第３の周期性を有するビート成分を含む組合せ信号を得ることと、
（ｃ）組合せ信号から、リソグラフィプロセスの性能の測定値を計算することと、
を含み、前記計算された測定値は、ビート成分の位相によって、少なくとも部分的に決定される。
【０００８】
[0008]  サブパターンがどのように形成されたかに応じて、性能パラメータは、例えばクリティカルディメンション（ＣＤ）またはオーバーレイである。ＣＤ測定では、サブパターンのうちの１つが、プロダクト状フィーチャによって細分化された一部分を各々有するマークを含みうる。オーバーレイ測定では、サブパターンは、別個のリソグラフィステップにおいて形成される。
【０００９】
[0009]  測定は、リソグラフィ装置の既存のアライメントセンサを用いて行うことができ、また、直近のリソグラフィステップを制御するように用いられうる。測定の感度および精度は、第１および第２の周期性、およびしたがって第３の周期性の選択によって調節できる。
【００１０】
[0010]  本発明の別の態様はさらに、リソグラフィプロセスの性能のパラメータを測定する装置を提供する。この装置は、
リソグラフィプロセスを用いて、基板上に形成されたパターンを観察するように動作可能なセンサであって、該パターンは、基板上で互いに隣接して位置決めされかつ各々の第１および第２の周期性を有する第１および第２のサブパターンを含む、センサと、
隣接する第１および第２のサブパターンの観察を組み合わせて、第１および第２の周期性の周波数より低い周波数における第３の周期性を有するビート成分を含む組合せ信号を得るための配置と、
組合せ信号から、リソグラフィプロセスの性能の測定値を計算するためのプロセッサであって、計算された測定値は、ビート成分の位相によって、少なくとも部分的に決定される、プロセッサと、を備える。
【００１１】
[0011]  一実施形態では、本発明はさらに、パターニングデバイスからのパターンを基板上に転写するように構成されたリソグラフィ装置を提供する。この装置は、基板を保持するように構成された基板テーブルと、基板がリソグラフィ装置の基板テーブル上に支持されている間に基板が受けたリソグラフィプロセスの性能のパラメータを測定するために構成されている、上述の本発明による測定装置とを含む。
【００１２】
[0012]  測定装置のセンサは、基板の位置も測定するように用いられてよく、また、リソグラフィ装置は、測定された位置を参照することにより、基板上への後続のパターンの転写を少なくとも部分的に制御するためのコントローラを含んでよい。
【００１３】
[0013]  別の態様では、一実施形態はさらに、リソグラフィプロセスによってマークがその上に形成されている基板を提供する。このマークは、リソグラフィプロセスの性能のパラメータの測定に用いられるように適応され、また、基板上で互いに隣接して位置決めされかつ各々の第１および第２の周期性を有する第１および第２のサブパターンを含み、サブパターンは、１つのサブパターンの、もう１つのサブパターンに対する見掛けの位置が、性能パラメータに依存するように形成され、第１および第２の周期性は、第１および第２の周期性の周波数より低い周波数における第３の周期性を有するビートパターンを生成するような周期性であり、それにより、性能パラメータの変化は、ビートパターンの位置の変化から推測可能である。
【００１４】
[0014]  別の態様では、一実施形態はさらに、上述の本発明による方法のステップ（ｂ）および（ｃ）を測定装置に行わせる機械実行可能な命令を含む、コンピュータプログラムプロダクトを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
[0015]  本発明の実施形態を、ほんの一例として添付概略図を参照しながら説明する。図中、対応する参照記号は対応する部分を示す。
【図１】[0016]  図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す。
【図２】[0017]  図２は、図１の装置における基板上に設けられうるアライメントマークの様々な形態を示す。
【図３】[0018]  図３は、図１の装置におけるアライメントセンサの略ブロック図である。
【図４】[0019]  図４は、図３のアライメントセンサによって得られて処理された信号を示す。
【図５】[0020]  図５は、拡大詳細図にて、（ａ）図２に示すマークのうちの１つのマークの形態、（ｂ）本発明の一実施形態におけるＣＤの測定に使用するための変形マークの形態、（ｃ）マークの一部の拡大詳細、（ｄ）（ｃ）に示す一部の更なる拡大断面詳細、および（ｅ）（ｄ）に示すマーク詳細の有効屈折率のグラフを示す。
【図６】[0021]  図６は、変形マークを観察する際に、アライメントセンサによって検出される、ＣＤの影響を受けるモアレパターンを概略的に示す。
【図７】[0022]  図７は、信号と、図３のアライメントセンサを用いて変形マークからＣＤ測定値を得るために行われた信号処理を示す。
【図８】[0023]  図８は、異なるタイプのＣＤを測定するのに有用な変形マークの代替形態の詳細を示す。
【図９】[0024]  図９は、図５のマークを用いてＣＤを測定するプロセスを説明する添付図を有するフローチャートである。
【図１０】[0025]  図１０は、図１の装置において測定および露光プロセスにあるステージを概略的に示す。
【図１１】[0026]  図１１は、図３のアライメントセンサを用いてオーバーレイを測定するのに有用なマークの第２の変形形態を示す。
【図１２】[0027]  図１２は、図１１のマークおよび図３のアライメントセンサを用いてオーバーレイを測定する方法のフローチャートである。
【図１３】[0028]  図１３は、上述した方法における使用に適した制御ユニットの一実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
[0029]  図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置ＬＡを概略的に示す。リソグラフィ装置は、
‐  放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
‐  パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成され、かつ特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続されたサポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
‐  基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴａ／ＷＴｂと、
‐  パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳと、を含む。
【００１７】
[0030]  照明システムは、放射を誘導し、整形し、または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、若しくはその他のタイプの光コンポーネント、またはそれらの任意の組み合せといった様々なタイプの光コンポーネントを含むことができる。
【００１８】
[0031]  サポート構造は、パターニングデバイスを支持する、すなわち、パターニングデバイスの重量を支える。サポート構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否か等の他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。サポート構造は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポート構造は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造は、パターニングデバイスを、例えば投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えてよい。
【００１９】
[0032]  本明細書において使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用できるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、放射ビームに付与されたパターンは、例えばそのパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しなくてもよいことに留意されたい。通常、放射ビームに付与されたパターンは、集積回路等のターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応しうる。
【００２０】
[0033]  パターニングデバイスは、透過型であっても反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは周知であり、バイナリ、レべンソン型（alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（attenuated）位相シフト等のマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられ、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように各小型ミラーを個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付与する。
【００２１】
[0034]  本明細書において使用される「投影システム」という用語は、使われている露光放射に、或いは液浸液の使用または真空の使用といった他の要因に適切な屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学システム、またはそれらの任意の組合せを含むあらゆる種類の投影システムを包含すると広く解釈されるべきである。本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な用語「投影システム」と同義であると考えてよい。
【００２２】
[0035]  本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば透過型マスクを採用しているもの）である。或いは、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば透過型マスクを採用しているもの）であってもよい。
【００２３】
[0036]  リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械では、追加のテーブルを並行して使うことができ、すなわち予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。図１０を参照して、以下に一例を説明する。本明細書に開示される本発明は、スタンドアロン様式で使用することができるが、本発明は、特にシングルまたはマルチステージ装置のいずれかの露光前測定ステージにおいて追加の機能を提供することができる。
【００２４】
[0037]  また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、例えば水といった比較的高い屈折率を有する液体によって基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものであってもよい。また、例えばマスクと投影システムの間といったリソグラフィ装置内の別の空間に液浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させることで当技術分野において周知である。本明細書にて使用される「液浸」という用語は、基板のような構造体を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、露光中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。
【００２５】
[0038]  図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。例えば放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。その場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射ビームは放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って送られる。その他の場合、例えば放射源が水銀ランプである場合、放射源はリソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。
【００２６】
[0039]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するアジャスタＡＤを含んでもよい。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯといった様々な他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布を持たせることができる。
【００２７】
[0040]  放射ビームＢは、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ上に保持されたパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）上に入射し、パターニングデバイスによってパターンが付けられる。マスクＭＡを横断した後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点を合わせる。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使い、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサを使い、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して、例えばマスクライブラリからの機械的な取り出しの後またはスキャン中に、正確に位置決めすることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１ポジショナＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂの移動も、第２ポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って実現することができる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２と、基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使って位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらはスクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。
【００２８】
[0041]  例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。 
１．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂは、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それにより別のターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
２．スキャンモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂの速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
３．別のモードでは、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、マスクテーブルＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードでは、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述のタイプのプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
【００２９】
[0042]  上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、或いは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
【００３０】
[0043]  リソグラフィ装置ＬＡは、２つの基板テーブルＷＴａおよびＷＴｂと、２つのステーション、すなわち、露光ステーションおよび測定ステーションとを有するいわゆるデュアルステージタイプのものであり、これらのステーション間で基板テーブルを交換することができる。１つの基板テーブル上の１つの基板が露光ステーションにおいて露光されている間、別の基板が、測定ステーションにおいてもう１つの基板テーブル上にロードされて様々な予備工程が行われうる。予備工程には、レベルセンサＬＳを用いて基板の表面をマッピングすることや、アライメントセンサＡＳを用いて基板上のアライメントマーカーの位置を測定することが含まれうる。これにより、リソグラフィ装置のスループットを大幅に増加することができる。基板テーブルが測定ステーションおよび露光ステーションにある間に、位置センサＩＦが基板テーブルの位置を測定できない場合、第２の位置センサを設けて、両方のステーションにおける基板テーブルの位置を追跡できるようにしうる。
【００３１】
[0044]  リソグラフィ装置はさらに、様々なアクチュエータおよび記載されているセンサのあらゆる移動および測定を制御するリソグラフィ装置制御ユニットＬＡＣＵを含む。ＬＡＣＵはさらに、装置の動作に関連する所望の計算を実施する信号処理およびデータ処理能力を含む。実際には、制御ユニットＬＡＣＵは、多くのサブユニットからなるシステムとして実現され、各サブユニットは、リソグラフィ装置内のサブシステムまたはコンポーネントのリアルタイムデータ収集、処理、および制御を取り扱う。例えば１つの処理サブシステムが基板ポジショナＰＷのサーボ制御専用であってよい。別個のユニットが粗動および微動アクチュエータ、または様々な軸でさえも取り扱ってもよい。別のユニットが位置センサＩＦの読み出し専用であってよい。リソグラフィ装置全体の制御は、これらのサブシステム処理ユニット、オペレータ、およびリソグラフィ製造プロセスに関与する他の装置と通信する中央処理演算ユニットによって制御されうる。
【００３２】
[0045]  図２は、Ｘ位置およびＹ位置の測定のために、それぞれ、基板Ｗ上に設けられたアライメントマーク２０２、２０４の例を示す。本例における各マークは、基板に付与またはエッチングされたプロダクト層または他の層に形成された一連のバーを含む。Ｘ方向マーク２０２上のバーはＹ軸に平行である一方で、Ｙ方向マーク２０４のバーはＸ軸に平行である。アライメントセンサＡＳ（図１に示す）は、放射スポット２０６、２０８を用いて各マークを光学的にスキャンし、リソグラフィ装置に対する基板Ｗの位置を測定する。アライメントパターンにおけるバーのピッチは、通常、基板上に形成されるべきプロダクトフィーチャのピッチよりもはるかに大きく、また、アライメントセンサＡＳは、基板にパターンを付与するために用いられる露光放射よりはるかに長い放射の波長（または通常は複数の波長）を用いる。しかし、多数のバーがあることによって、反復パターンの位相を正確に測定できるため、細かい位置情報を得ることができる。
【００３３】
[0046]  アライメントセンサが、パターンのどのサイクルが所与の位置にあるのか、またそのサイクル内の正確な位置（位相）を計算できるように、粗および微細マークが設けられうる。様々なピッチのマークもこの目的に用いることができる。これらの技術は、ここでも、当業者には周知であるので、本明細書では詳細には説明しない。このようなセンサの設計および動作は当技術では周知であり、また、各リソグラフィ装置はその独自の設計のセンサを有する。本記載のために、アライメントセンサＡＳは、米国特許第６９６１１１６号（デン・ボフ（den Boef））に記載される形態のアライメントシステムを含むと仮定する。図２（ｂ）は、同様のアライメントシステムに用いる変形マークを示し、そのＸおよびＹ位置は１回のスキャンで得られる。マーク２１０は、ＸおよびＹ軸の両軸に対して４５度に配置されたバーを有する。この組み合わせられたＸおよびＹ測定は、公開された米国特許出願第２００９１９５７６８Ａ号（ビジネン（Bijnen）他）に記載される技術を用いて行われることが可能である。この公報の内容は、参照することにより本明細書に組み込まれるものとする。なお、米国特許出願第‘７６８号には、Ｘ−Ｙアライメントマークが様々なピッチの部分を有する幾つかの実施形態が開示され、これらは、本願において新規に提示するマークに幾分似ていることに留意されたい。しかし、図２（ｂ）に示すより単純なマークが、商業実施形態において通常用いられる形態であり、また、米国特許出願第‘７６８号の実施形態において様々なピッチ間に観察されうる任意のモアレ効果は固定されており、プロセス性能の評価基準を与えない。
【００３４】
[0047]  図３は、アライメントセンサＡＳの略ブロック図である。照明源２２０が１以上の波長の放射ビーム２２２を提供し、この放射ビームは、対物レンズ２２４を介して、基板Ｗ上に位置するマーク２０２といったマーク上へと方向転換される。図２に概略的に示すように、上述の米国特許第６９６１１１６号に基づいた本アライメントセンサの例では、マーク２０２を照明する照明スポット２０６の直径は、マーク自体の幅よりも僅かに小さい。
【００３５】
[0048]  マーク２０２によって散乱された放射は、対物レンズ２２４によって捕捉されて、情報担持ビーム２２６にコリメートされる。光アナライザ２２８がビーム２２６を処理して、別個のビームをセンサアレイ２３０上へと出力する。センサグリッド２３０における個々のセンサからの強度信号２３２が、処理ユニットＰＵに提供される。ブロック２２８における光処理およびユニットＰＵにおける計算処理の組み合わせにより、センサに対する基板上のＸおよびＹ位置に対する値が出力される。以下にさらに説明する本発明の実施形態では、本明細書において開示される新規の装置内の処理ユニットＰＵは、同じ基板Ｗからクリティカルディメンション（ＣＤ）および／またはオーバーレイ（ＯＶ）測定値を出力することができる。これは、変更されたマークおよび変更された信号／データ処理を用いることによって達成される。設計上の選択としておよび便宜上、処理ユニットＰＵは、図１に示す制御ユニットＬＡＣＵと別個であっても、処理ユニットＰＵと制御ユニットＬＡＣＵとは同じ処理ハードウェアを共有してもよい。ユニットＰＵが別個である場合、信号処理の一部分がユニットＰＵにおいて行われ、別の部分がユニットＬＡＣＵにおいて行われてよい。
【００３６】
[0049]  図４は、Ｘ、Ｙ位置を測定するための、幾つかの信号と公知の装置においてアライメントセンサＡＳによって行われる信号処理とを概略的に示す。左側にあるグラフは、スポット２０６がマーク２０２に沿ってスキャンされる最中にセンサ２３０によって放射が捕捉されるときの、スキャン位置ＰＯＳに対する強度Ｉのサンプリング値のトレース２４０である。スキャン位置ＰＯＳは、Ｘ位置、Ｙ位置、または、スキャン方向に応じた任意の方向でありうる。スキャンが、特定の線速度で行われる場合、スキャン位置に伴う変化は、時間における電気信号の変化に対応する。これらの信号は、アナログ形式でのアナログ強度値を表しうるが、処理を簡単にするためにデジタル形式に変換される。このトレースにおいて、中心部分に多数のピーク２４２があり、これらピークの間隔はターゲットパターン２０２における個々のバーの間隔に対応する。２４４におけるトレースの滑らかな部分は、マーク以外の領域のスキャンを示す一方で、中間部分２４６は、スポット２０６が徐々にマークの上となり、周期信号がそのピーク振幅にまで増大する時間に対応する。マークの長さとスポットの相対的により小さいサイズによって、トレースの大きい中心部分が、比較的安定した振幅のピーク２４２と谷を示す。図４の右側における拡大詳細図は、中心部分におけるトレース２４０の一部分を示し、ピーク２４２を強調している。この一部分におけるトレースは、ほぼ正弦波の形態を有する。正弦波の１周期Ｐを示すが、これは、アライメントマーク２０２におけるラインパターンの１ピッチに対応する。マークのピッチは周知である。したがって、適切な周波数の正弦曲線を、与えられている多数のサイクルに亘ってトレース２４０に数学的にあてはめることによって、非常に正確な位相測定を行うことができ、これはひるがえって、正確な位置測定を可能にする。同じプロセスを様々な波長において繰り返し、マークが作られている物質に関係なく、精度を増加しかつマークのロバストな検出が可能となる。波長は、同時に処理されるように光学的に多重化および多重分離化されるか、および／または、波長は、時分割で多重化されてもよい。
【００３７】
[0050]  既に述べたように、説明した特定の測定は、マークの位置をマークの１ピッチに対応する特定の範囲内に固定することしかしない。これと併せて粗い測定技術が用いられ、正弦波のどの周期がマーク付けされた位置を含む周期であるかが特定される。
【００３８】
[0051]  図５（ａ）は、例えば図２および図３に示すマーク２０２または２０４でありうる、比較のための公知のタイプのマーク３００を示す。マーク３００は、マークの長手軸３０４に垂直に配置された多数のバー３０２を含む一方で、これらのバー３０２は、横断軸３０６に関して対称的にかつ平行に配列される。これらの軸３０４、３０６に関するマークの対称性は、米国特許第６９６１１１６号に記載される特定のタイプのセンサの機能には重要であり、この特定のタイプのセンサでは、光アナライザ２２８は、互いに１８０度回転された１対のマーク像を形成する。対称性は、他のタイプのセンサを用いる実施形態では重要ではない場合もあり、その場合、マークの設計により多くの自由が与えられる。ここでも、スキャンスポット２０６は、スキャン動作時にマークを横切って進む点線の円によって示される。
【００３９】
[0052]  図５（ｂ）は、公知のマーク３００に基づくが、本発明の一実施形態にしたがってＣＤの測定に役立つように変更点が組み込まれている新規のマークを示す。従来のマーク３００はその全幅に延在するバー３０２を含むところ、新規のマークにおけるバーは、３つのセクションに細分されている。マーク３１０の外側セクションでは、長手軸３０４に平行して延在する多数のバー３１２および３１４が設けられ、これらは、従来のマークにおけるバー３０２の外側部分と同じである。中心部分では、長手軸３０４に沿って対称的に延在する多数のバー３１６が形成される。多数のバー３１６は、多数のバー３１２および３１４のピッチとは異なるピッチを有する。以下の記載から分かるように、この結果、スキャンスポット２０６は「ビート」信号を受け取ることになり、２つの異なるピッチからの信号がセンサＡＳの光学システムにおいて建設的にかつ相殺的に干渉するので、モアレパターンが効果的に形成される。組み合わされた場合に、モアレパターンを形成するように、マークパターンの、様々な反復ピッチを有する様々なパターンを設けることは、マーク３１０を公知のマーク３００から区別する第１の特徴である。
【００４０】
[0053]  図５（ｃ）は、マーク３００を公知のマークから区別する更なる特徴を示す。マーク３１０の中心部分のバー３１６のうちの１つを拡大詳細図で示し、ソリッド部分３２０と、多数のより細かいバー３２２を含む細分化された部分とを含むことが見てとれる。マーク間の空間は、比較のために３２４と付しておく。パターンにおける次のバーは、３２０’と付しておく。変形バー３１６の細分化された部分における個々のバー３２２は、プロダクト状フィーチャと呼ぶ。というのは、これらのバーは、アライメントバー３０２、３１２等のより大きい寸法ではなくてプロダクトフィーチャの寸法と同様の寸法で形成されるからである。例えば最新のリソグラフィプロセスでは、最小のプロダクトフィーチャは直径５０ｎｍでありうる。したがって、これらのより小さいフィーチャは、測定されるよう設計されている、基板全体のプロダクトフィーチャと共通するクリティカルディメンションを有するように形成される。なお、マーク３００および３１０におけるバーの数と、各バー３１６における細分化されたフィーチャ３２２の数は、図面に示すものよりもはるかに多く、これらは、説明のために単純化されていることに留意すべきである。本例は、細分化されたバーを有するマーク３１０の中心部分を示すところ、この細分化されたバーを、マーク３１０の外側の部分（すなわち、バー３１２および３１４において）、または、マーク３１０の外側部分３１２および３１４と内側部分３１６の両方にも、これらの位置が所望の効果（以下に説明する）を相殺するのではなく高めるために逆にされている限り、配置することも可能である。細分化されたバーにおけるマーク‐空間比は、図示される５０：５０から離れるように変えられうる。一選択肢は、ＣＤがその公称値にある場合、内側マークの有効位置をゼロ値に近づけるように、チョップされた部分を、空間部分３２４内に少しだけ奥に延在させることである。このことは重要ではないが、いずれにせよ、同じマークパターンの有効位置は、層の厚さと層が形成される物質とに応じて変化することになる。
【００４１】
[0054]  図５（ｄ）は、部分的に細分化されたバー３１６を断面で示す。例として３つの異なる物質を示す。すなわち、下位層３４０と、ＣＤが測定されるべきであるプロダクト層３４２と、上位層３４４である。当業者であれば、これらの層の構成には多くの様々な可能性があることは理解できよう。物質３４０および３４２は、実際には、特殊層かまたは単に基板物質であってよい同じ物質の異なるエッチングが施された部分であってよい。層３４４は例えばレジスト層であってよい。図５（ｄ）に図示される変形バー３１６の形態では、３２０のソリッド部分は、物質３４２における間隙により形成され、細分化されたバー３２２は、物質３４２におけるより細い間隙によって同様に形成される。３４６は、細分化されたバー間の空間を示す。これは例示に過ぎず、また、これらは、記載されるべき本発明の原理に影響を及ぼすことなく逆に定義されてもよい。クリティカルディメンションＣＤは、選択として、これらのフィーチャ３４６の幅、または、これらの間の間隙３２２の幅として定義されてよい。当然ながら、選択された定義に応じて、同じ物理的変化が、正または負のＣＤ変化として報告されることになる。
【００４２】
[0055]  図５（ｅ）は、図５（ｅ）の上の図５（ｄ）に示す変形バー３１６の様々な部分に対応する、Ｘ位置に対する図５（ｄ）に示す物質の有効屈折率ｎｅｆｆを示すグラフである。３６０と示すグラフの一部分では、有効屈折率は比較的高く、物質３４４の屈折率に広く対応する。３６２と示すグラフの一部分は、ソリッド部分３２４における、物質３４２、または物質３４２と上位物質３４４との組み合わせの屈折率を逆に示す。測定スポット２０６における光の波長は、より小さいマークのクリティカルディメンションよりも数倍長いので、これらの波長は個々の部分に分解されない。細分化されたバー３２２および空間３４６がある中間部分において、レベル３６４における有効屈折率は、マークを形成する物質の組み合わせに依存し、また、本例では３６０と３６２におけるレベルの中間である。
【００４３】
[0056]  部分３６４における実線は、ＣＤが公称値にある場合のこの平均レベルを示す。しかし、実際のサンプルのＣＤが変化する場合、細分化されたマーク３２２および空間３４６の相対幅は、それらの公称比から変化しうる。したがって、変形バー３１６のこの部分における有効屈折率は、両矢印によって示されるように、上下に変化する。説明のために、レベル３６４を「ＣＤ＝」と付して公称ＣＤ値を表し、「ＣＤ−」と付された一点鎖線は、公称値からのＣＤの減少によってもたらされた有効屈折率における上方向のシフトを示す。同様に、「ＣＤ＋」と付された二点鎖線は、公称値より高いＣＤ値によってもたらされた有効屈折率における減少を示す。
【００４４】
[0057]  当業者であれば、バーパターン３１２、３１４、３１６における複数のマークおよび空間におけるマークと空間を定義する多くの代替方法があり、また、マークおよび空間の呼び方は実際には多少恣意的であることは認識されよう。同様に、マークの屈折率は空間の屈折率より高くてもよく、またその反対でもよい。変形バーパターンの細分化された部分は、より大きいパターンのマーク部分または空間部分に設けられてもよい。これらのあらゆる設計選択、および物質の配置に応じて、３０５（ｅ）に描画されるグラフは変化しうる。しかし、あらゆる変形に共通の特徴は、有効屈折率がＣＤに適度に依存することになるように、プロダクト状フィーチャから形成された部分に隣接して、ＣＤから実質的に独立している有効屈折率を有する領域の反復パターンである。
【００４５】
[0058]  モアレパターンを生成するように、異なるピッチを有するマーク３１２、３１４に隣接してこれらの変形バー３１６を設けることによって、測定されるべきＣＤ変化によってもたらされる屈折率における比較的小さい変化が大幅に増幅され、それにより、以下に説明するように、アライメントセンサを用いて非常に感度の高いＣＤの測定を行うことが可能となる。この技術は、細分化された、すなわち、「チョップされた」マークを用いる焦点測定に用いられてきている現象に依存しており、この現象により小さいフィーチャの幅の減少によって、マーク自体の位置の見掛けのシフトがもたらされる。このようにすると、チョップされた特殊ターゲットを、アライメント（Ｘ−Ｙ位置）センサと共に用いて、焦点変化（Ｚ）を測定することができる。この技術の一例が、公開された米国特許出願第２００９１３５３８９Ａ１号に記載される。
【００４６】
[0059]  図６は、変形マーク３１０を用いてどのようにＣＤ変化が視覚的に特定されて測定されるのかを説明する。各ラインにおける陰影付きのバーは、リソグラフィ装置によるマークのスキャン中に測定された強度波形におけるピークを表す。従来のターゲット３００に対応する図６の一番上のラインでは、マーク３００におけるバー３０２のピッチに対応するピッチを有する単純な反復パターンが観察される。これは、図４のトレースの中間部分に見られた単純な正弦波に対応する。その下には、様々なＣＤ値を有する変形マーク３１０をスキャンした場合に観察されるパターンが示される。バーの内側セットと外側セットの空間周波数間のビート効果によって定義されるはるかに遅い変化を含むモアレパターンの最も明るい点は、スポットによって示される。バー３１６の細分化された部分の有効屈折率がＣＤによって上下すると、アライメントセンサによって知覚されるこれらのバーの有効位置も、非変形バー３１２、３１４に対して、左に向かってまたは右に向かって公称位置からシフトする。このシフトは、それ自体は非常に小さいが、マーク３１０の様々な部分におけるバーパターン間のピッチ差は、図６の各ラインにおいてスポットによって示されるモアレパターンのピークがはるかに大きい距離を移動するような差である。これが、変形マークと共にアライメントセンサを用いてＣＤの非常に感度の高い測定を行うことの原理である。
【００４７】
[0060]  図７（ａ）は、図４に示した従来のトレースと対比される変形マーク３１０から得られたトレースである。実際には、図７（ａ）では様々な波長で取られた４つのトレースは互いに重ね合わされている。これらの波長は、例えば、緑の、赤の、近赤外（ＮＩＲ）の、および遠赤外（ＦＩＲ）の波長であってよい。これらのトレースはすべて、細かい周期挙動（図４に示す挙動に対応）を示すが、低周波数包絡線で変更され、モアレパターンを示す。（ａ）におけるトレースに示されるように、マークにおけるバーの長さおよび数は、それらのピッチ（空間周波数）差と共に、マークを横断する間に数サイクルのモアレパターンが観察されるような長さおよび数である。図７（ｂ）に示すように、これにより、正弦波包絡線ＥＮＶが、観察されたトレースに高い精度であてはめられることが可能となる。マーク３１０における個々のピッチは正確に知られているので、そのビート周波数も周知であり、あてはめ動作は、モアレパターン（包絡線）の位相の正確な指示を与えることができる。モアレパターンの見掛けの位置変化は、試験下の基板におけるＣＤ変化によりもたらされた位置変化の増幅されたバージョンである。増幅係数は、ｍ＝（ｐ１＋ｐ２）／２（ｐ１−ｐ２）として計算することができ、このとき、ｐ１およびｐ２は、それぞれ、図５（ｂ）に示すバー構造３１２／３１４および３１６のピッチである。
【００４８】
[0061]  ピッチおよび増幅係数の選択は、設計者の測定装置の知識に依存し、また、観察可能なモアレパターンにおけるサイクルの回数と所望の増幅係数との間の妥協点も関連する。使用する優れたピッチを計算する１つの方法は、例えば２２μｍである共通のピッチから開始して、次に例えば１０である所望の増幅係数を決定することである。ここから、ピッチ１：２２／１０＝２．２μｍおよびピッチ２：２２／（１０＋１）＝２μｍとして２つの組み合わせるべきピッチが生じる。なお、物理マークにおける２２μｍピッチからは、図３に示す自己干渉型センサに１１μｍの検出可能な正弦パターンがもたらされることに留意されたい。
【００４９】
[0062]  図８を参照するに、バー３１６の細分化された部分は、バー３１２、３１６等の全体的な方向に平行にあるバー３２２である必要はない。バー３１６の細分化された部分は、そのクリティカルディメンションが測定されることが望ましい任意の種類のプロダクトフィーチャを模倣するように設計されることが可能である。３１６’として示す例では、バー３１６’のソリッド部分は３８０が付される。図５におけるように多数の小さい平行バー３２２に細分化されるのではなく、このバー３１６’には、ＸおよびＹ寸法に細分化された小さい矩形のフィーチャに対応するパターンが設けられている。これらのプロダクト状フィーチャ３８２は、例えばプロダクト層における貫通孔に対応してよく、これらの貫通孔によって、基板上に形成される様々なデバイス層における導体または半導体物質間に電気的接触が形成される。このようなフィーチャのＣＤおよびＣＤ均一性は、リソグラフィプロセス全体の性能および信頼度に非常に重要でありうる。同様に、別のマーク例では、バー３１６’’は、レジストまたはプロダクト層におけるピラーに対応する、３８４と付された別個の小さい矩形を含む細分化された部分を有する。
【００５０】
[0063]  図９は、位置アライメントシステムを用いて基板上でＣＤを測定するための完全なプロセスを示すフローチャートおよび例示資料である。ステップ４００において、マークが基板上に形成され、また、マーク３１０または同様の形態にある。ステップ４０２において、マークは、アライメントセンサを用いてスキャンされる。位置情報Ｘおよび／またはＹが同じマークから得られるか、または、このような情報は別個のステップにおいて得られてもよい。位置が測定される場合、これは、位置測定の粗いまたは細かい段階でありうる。粗測定を用いてＣＤを測定することによって。マーク３１０は、位置感知およびウェーハグリッドマッピングのために設けられる「通常の」マークのうちの１つと差し替えられたものであっても、ＣＤ測定専用の追加のマークであってもよい。マークが、粗位置測定および微細位置測定の両方のために基板上に設けられている場合、変形マークは、粗マークのうちの１つの代用とされてよく、それにより、微細測定ステップの性能を劣化させないようにする。使用される測定装置は、本記載では、上述したおよび以下に述べるようなリソグラフィ装置の既存のアライメントセンサであると仮定しているが、別個のセンサであってもよい。測定装置が別個のセンサである場合、当該別個のセンサは、他の機能を有してもまたはこの目的専用であってもよい。測定装置は、リソグラフィ装置または他の試験装置に組み込まれても、完全に分離していてもよい。
【００５１】
[0064]  トレース４０３によって示されるようにステップ４０２の出力は、マーク３１０（または同様のマーク）の内側および外側バーによって与えられる個々の周期信号間のビート効果を示す。したがって、低周波数包絡線において比較的高い周波数変化が観察される。ステップ４０４において、包絡線あてはめ関数がトレース４０３に適用され、４０５に示す包絡線トレースが得られかつ測定される。上述したように、マークに関する位置情報は、選択に応じて、従来の方法で同時に得ることもできる。適切な包絡線あてはめ変換はヒルベルト（Hilbert）変換であるが、当然ながら任意の適切な方法を、例えば適切なウィンドウ処理動作およびフーリエ（Fourier）変換に基づいて用いることができる。ステップ４０６において、あてはめられた包絡線曲線から、曲線の位相が測定されてＣＤ変化の較正テーブルに対してマッピングされてＣＤ測定値が出力される。
【００５２】
プロセスステップ間のＣＤ一致を向上させるための適用
[0065]  図１０は、基板Ｗ上のダイを露光するために図１のデュアルステージ装置において行われるステップの順序を示す。同じ順序をシングルステージ装置に適応することもできる。左側には、点線で囲まれたボックス内に、測定ステーションＭＥＡにおいて行われるステップがあり、その一方で、右側には、露光ステーションＥＸＰにおいて行われるステップを示す。図１に関連して上述したように、測定ステーションは、センサＡＳ、ＬＳの通常の場所を表し、基板テーブルＷＴｂが現在配置されており、その一方で露光ステーションＥＸＰは、基板テーブルＷＴａが現在配置されている、投影システムＰＳの下の場所である。
【００５３】
[0066]  リソグラフィ装置の動作順序は、一連の実質的に同じ基板を処理するように反復される。図１にも示すように、基板Ｗが既に露光ステーション内にロードされている場合のプロセスの説明を開始する。ステップ５００において、新しい基板Ｗ’が、図示しない機構によってリソグラフィ装置にロードされる。これらの２つの基板ＷおよびＷ’は、リソグラフィプロセスのスループットを全体として増加するために並列に処理される。まず新たにロードされた基板Ｗ’に関して、この基板は、装置内の初めての露光のために新しいフォトレジストが準備された未加工の基板であってよい。しかし、一般的に、記載されるリソグラフィプロセスは、一連の露光および処理ステップにおける１つのステップに過ぎないので、基板Ｗ’は、リソグラフィ装置および／または他のリソグラフィを既に数回経ており、また、これから受ける後続のプロセスも有しうる。本発明の特定の文脈では、基板Ｗ’はその上にフィーチャを有してよく、そのＣＤが測定されるべきである。ステップ５０２において、基板マークＰ１等およびアライメントセンサＡＳを用いたアライメント測定が行われて、基板テーブルＷＴに対する基板のアライメントを測定し記録する。実際には、基板Ｗ’全面にある幾つかのマークが測定されて「ウェーハグリッド」が確立され、この「ウェーハグリッド」は公称の標準グリッドに対する任意の歪みを含む、基板全面にあるマークの分布を非常に正確にマッピングする。既に上述した方法を用いて、同じアライメントセンサＡＳを用いて図５に示される形態の１以上の変形マークを用いてＣＤ測定も行われる。ステップ５０４において、露光パターンの正確な焦点合わせに使用するために、Ｘ−Ｙ位置に対するウェーハ高さのマップも測定される。
【００５４】
[0067]  基板Ｗ’がロードされたときに、行われるべき露光や、ウェーハの特性とウェーハ上に以前に作られたおよび作られるべきパターンも定義するレシピデータ５０６が受け取られた。レシピと測定データの完全なるセット５０８が露光ステーションに渡されるように、このレシピデータに、ステップ５０２、５０４において行われた測定値が加えられる。ステップ５１０において、ウェーハＷ’とウェーハＷはスワップされ、それにより、測定済み基板Ｗ’は、露光ステーションに入る基板Ｗとなる。このスワッピングは、基板Ｗ、Ｗ’がサポート上で正確にクランプされかつ位置決めされたままとなるように、装置内でサポートＷＴａおよびＷＴｂを交換することによって行われ、それにより、サポートと基板自体との相対アライメントが維持される。したがって、一旦テーブルがスワップされると、露光ステップを制御する基板Ｗ（先のＷ’）用の測定情報５０２、５０４を使用するには、投影システムＰＳと基板テーブルＷＴａ（先のＷＴｂ）間の相対位置を決定すればよい。ステップ５１２において、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２（図１）を用いてレチクルアライメントが行われる。ステップ５１４、５１６、５１８において、多数のパターンの露光を完了するために、基板Ｗ全面における連続するダイの位置にスキャン動作および放射が与えられる。アライメントおよびレベルマップデータのおかげで、これらのパターンは、所望の位置に対して、特に同じ基板上に前に付けられたフィーチャに対して正確に位置合わせされる。ＣＤデータのおかげで、任意のまたは理想値のＣＤを目指すのではなく、付与されたパターンのＣＤを既存のフィーチャにおけるＣＤと良好に一致させることを目的に、露光および／または処理のパラメータを設定することができる。今度はＷ’’と付された露光済み基板は、ステップ５２０において、装置からアンロードされて、露光パターンに応じてエッチングされるかまたは他のプロセスを経る。
【００５５】
[0068]  今しがた説明したＣＤ技術は、ＣＤ測定が所望される場合にはいつでも適用することができ、また、適切なマークが、ＣＤが測定されるべき層（デバイス層またはレジスト層）内に付与されうる。この方法の際立った利点は、リソグラフィ装置内に通常あり、幾つかのフィーチャが既に設けられていて、追加のフィーチャを形成すべく露光されようとしている基板の位置を測定するために用いられるアライメントセンサといった位置センサを用いて高速に測定を行うことができるという点である。ＣＤの知識が特に有用となりうるこの種の状況は、様々なサブタイプが存在するいわゆるダブルパターニング技術においてある。ダブルパターニングでは、第１のパターンがクリティカル（製造可能な最小限の）ディメンションを有するプロダクトフィーチャを画定するラインの「第１のポピュレーション」を与える。プロダクトフィーチャの密度を増加するために、ラインの第２ポピュレーションが、同じまたは同様のリソグラフィ装置を用いて可能な限り正確に交互配置される。
【００５６】
[0069]  第１のライン間に均等な間隔を有するこれらの第２のラインの正確な配置は、リソグラフィ装置プロセスの非常に優れたオーバーレイ性能を前提とする。しかし、このことは、一般に、第１および第２のポピュレーションにおけるフィーチャの寸法が所与の基板または基板部分上で良好に一致する場合に、リソグラフィプロセス、究極的にはデバイスの満足のいく性能にも非常に重要である。すなわち、所与の適用については、第１および第２のポピュレーションにおけるＣＤは、それらが理想値と良好に一致するよりも、互いに良好に一致することが、より重要でありうる。ダブルパターニングおよびリソグラフィ全般のために予測可能なＣＤ性能を達成するために多くの努力と技術が向けられてきた。本明細書に記載する新規の測定技術は、第２のポピュレーションのためのパターニングに備えて、第１のポピュレーションを含む既存のプロダクト層における実際のＣＤを測定する機会を提供する。この測定の結果を用いることによって、第１のポピュレーションのＣＤにおいて生じた任意の偏差を、第２のポピュレーションの所望のＣＤにおける調節（オフセット）によって一致させることが可能となる。
【００５７】
オーバーレイを測定するための代替実施形態
[0070]  図１１および図１２は、同じ基板上で異なる時間に行われた２つの層（パターニングステップ）間の位置決めエラーであるオーバーレイの測定のために、上述したものと同様の技術の適用を説明する。図１１（ａ）は、ＣＤの測定に関して上述したマーク３１０と一見同一であるマーク６１０を示す。このマークのフィーチャには、マーク３１０におけるフィーチャと同様の参照番号が付されるが、３の代わりに６が前に付けられている。上述したように、軸６０４、６０６に関して対称であるこの特定の配置は、１つのタイプのアライメントセンサに特に適している。２配列のバー（６１２、６１６）しか含まない他のレイアウトも考えられる。
【００５８】
[0071]  図１１（ｂ）は、マーク６１０の中心部分におけるバー６１６の詳細を示す。ＣＤ測定に用いられるマーク３１６とは対照的に、本例におけるバー６１６の中心配列は、細分化された部分なしで単純なマーク６２０と空間６２４を含む。中心部分におけるバー６１６と、外側部分におけるバー６１２、６１４との間の主な相違点は、これらが、例えば別個のプロダクト層内に別個のプロセスステップで形成される点である。バー６１２／６１４および６１６の様々なセット間のピッチ差によって、両方のバーのセットによって散乱された放射がアライメントセンサにおいて組み合わされる場合にモアレパターンがここでも出現する。０のオーバーレイエラーでは、バー６１２、６１４に対するバー６１６の位置は、全く図１１（ａ）に示すとおりでありうる。その一方で、長手軸６０４の方向にオーバーレイエラーがある場合、中心バー６１６は、左または右に僅かにシフトする。モアレパターンは、誇張されて左右に移動することになり、オーバーレイエラーは、リソグラフィ装置のアライメントセンサによって容易に測定可能であるように強調される。
【００５９】
[0072]  マーク３１０におけるＣＤ変化によってもたらされるバーの中心パターンにおける見掛けのシフトが、モアレパターンを通じて、観察されるべきＣＤの非常に感度の高い測定を可能にするのと同様に、オーバーレイによってもたらされるマーク６１０における中心バー６１６の実際の移動が、モアレパターンの移動を通じて、オーバーレイ性能の感度の高い観察を可能にする。
【００６０】
[0073]  図１２は、オーバーレイ測定のためのプロセスのフローチャートである。プロセスステップ７００等は、図９のステップ４００等に密接に対応し、同様の番号が付与される。しかし、マークを作成する初期プロセスにおいて相違点がある。ステップ７００において、第１のリソグラフィステップ中に、第１のピッチを有するバー６１２および６１４は、リソグラフィ装置においてパターニングデバイスＭから基板Ｗ上に付与されるパターンの一部としてプリントされる。第２のリソグラフィプロセスステップ７０１において、異なる（部分の）パターニングデバイスＭがリソグラフィ装置（または別の同様の装置）内で用いられて、第１のパターンをオーバーレイしながら、同じ基板Ｗ上に第２のパターンが付与される。この第２のパターンは、バー６１２および６１４とは異なるピッチを有するマーク６１０のバー６１６を含み、マーク６１０を完成する。
【００６１】
[0074]  ステップ７０２において、マークは、アライメントセンサを用いてスキャンされる。位置情報Ｘおよび／またはＹが同じマークから得られるか、または、このような情報は別個のステップにおいて得られてもよい。位置が測定される場合、これは、位置測定の粗いまたは細かい段階でありうる。粗測定を用いてオーバーレイを測定することにより、微細測定は確実に変更点によって損なわれない。
【００６２】
[0075]  トレース７０３によって示されるようにステップ７０２の出力は、内側および外側バーによって与えられる個々の周期信号間のビート効果を示す。図７にあるように、低周波数包絡線において比較的高い周波数変化が観察される。ステップ７０４において、包絡線あてはめ関数(envelope fitting function)がトレース７０３に適用され、７０５に示す包絡線トレースが得られかつ測定される。上述したように、マークに関する位置情報は、従来の方法で同時に得ることもできる。適切な包絡線あてはめ変換は上述したヒルベルト（Hilbert）変換であるが、当然ながら任意の適切な方法を用いてよい。ステップ７０６において、あてはめられた包絡線曲線から、観察された曲線の位相が測定されて、モアレ増幅係数を考慮して、オーバーレイ測定値に逆算される。
【００６３】
[0076]  明らかに、本実施形態には、上述したＣＤ測定方法に関連して説明した多くの同じ変形を含む多くの変形が可能である。マーク６１０の様々な部分を異なる順序で作ってもよく、例えば中心バー６１６は外側バー６１２、６１４の前にプリントされる。オーバーレイおよびＣＤを測定するために、および、異なるプロダクト層におけるオーバーレイおよび／またはＣＤを測定するために、同じ基板上に多数のマークを形成することができる。
【００６４】
[0077]  数値例では、バー６１６の内側配列は２．２μｍのピッチを有する一方で、外側バー６１２、６１４のピッチは２．６μｍである。モアレパターンの結果生じる理論上の増幅係数は（２．６＋２．２）／（２（２．６−２．２））＝６である。したがって、２つのバーのセット間のシフトが１ｎｍであるならば、ステップ７０４において検出される包絡線のシフトは６ｎｍとなる。同様に、３ｎｍのシフトは、１８ｎｍの包絡線のシフトをもたらすことになる。したがって、モアレマークによって与えられる増幅係数は、様々なマークを測定するようアライメントセンサＡＳ自体を用いて得られるよりもはるかに感度の高いオーバーレイエラーの測定を可能にし、また、単一の測定ステップを用いることも可能にしうる。さらに、様々な層において形成された２つのマークの位置を単純に測定することによってオーバーレイを測定することは、結果は、個々の位置測定の測定不確実性の２倍である不確実性の影響を受けることになる。上で提案したモアレ方法はこのようにエラーを蓄積しない。ピッチおよび増幅係数の選択は、設計者の測定装置の知識に依存し、また、観察可能なモアレパターンにおけるサイクルの回数と所望の増幅係数との間の妥協点も関連する。同じ原理を、上述したＣＤ測定方法におけるように適用することができる。
【００６５】
[0078]  説明した方法は、２つのプロセスステップ７００、７０１において作られたパターンが、互いに物理的にオーバーレイされることなく、それらの位置で比較されるという点で、代替のオーバーレイ測定技術に優る追加の利点を有する。そのオーバーレイ精度が重要である実際のプロダクトフィーチャは、当然ながら、互いの上に形成されるが、本測定技術ではバー６１２／６１４および６１６が隣り合わせで形成されるということは、オーバーレイ測定は、層間のウェーハレベルでの相互作用によってもたらされる他の影響がないということを意味する。
【００６６】
[0079]  オーバーレイは、２つの位置の差の決定であるので、測定のための基準位置を定義することも必要でありうる。このための解決策が幾つかある。第１の選択肢は、組み合わされたマークの一部のピッチのうちの１つ、すなわち、バー６１２もしくは６１４、または６１６の配列の位置を使うことである。このピッチは計器を用いて特定可能であるとすると、１回のスキャンステップ７０２を用いてオーバーレイおよび絶対位置を決定することができるということを意味する。例えばヒルベルト（Hilbert）変換を用いて、ビートパターンおよびビートパターン自体の包絡線内の個々のピッチの位置を測定することができる。或いは、マーク６１０に似ているが、層のうちの１つにすべてのバーを有する追加のマークを、オーバーレイ測定マーク６１０の横にプリントすることができる。その場合、既知のゼロのオーバーレイエラー（したがって測定可能な位置）を有するマークと、ステップ７００および７０１において付与されたパターン間の変位の結果生じるシフトを有するもう１つマークである、２つのマークのモアレパターンを比較することができる。更なる代案として、ステップ７００または７０１の一方において、組み合わされたマークの結果として生じる包絡線に対応するピッチを有するマークをプリントすることができる。
【００６７】
[0080]  説明した例では、２つのバーのセットは、モアレパターンが可能な限り強力であるようにほぼ等しい重み付けを有するように設計される。しかし、位置測定のために同じマークが使用されるべき場合、ＣＤまたはオーバーレイ信号強度（モアレ信号）と位置信号強度との間にはトレードオフがありうる。したがって、様々なバーのセットのサイズの割合は、ベースの周期信号を圧倒することなく、十分なモアレ信号を提供するように調整されうる。
【００６８】
代替の実施
[0081]  本発明は、上述した米国特許第６９６１１１６号および米国特許出願第２００９１９５７６８Ａに記載されるもの以外に、他のタイプのセンサとの使用に適応させることが可能である。別のタイプのセンサは、例えば米国特許第６２９７８７６号に記載され、また、多くの代替設計が存在する。上述した例では、モアレパターンは、マークの様々な部分からの放射を組み合わせる光学システム内で形成されるが、他のセンサは、画素化された像のデジタル処理が後に続く像捕捉に基づいている。これらの場合、検出される像は、その個別のバーを有するマーク３１０または６１０によく似ている。モアレパターンは、検出された形態では当該像内には存在しないが、単にパターン全体に画素値を取り込むことによって、像処理ステップにより形成されうる。像捕捉は、図３に示すセンサのように照明スポットでスキャンすることによるのではなく、スナップショットで行われうる。周期信号が像内に即座に記録されようと、または、スキャンからの時変信号として記録されようと、記載された原理に従った後続の処理は、所望の結果を達成すべく当業者によって容易に適応されうる。
【００６９】
[0082]  なお、記載されたＣＤおよびオーバーレイ測定値を計算するための信号処理は、図１３に示すようなコンピュータアセンブリを使用しうることを理解すべきである。このコンピュータアセンブリは、リソグラフィ装置の外付けの専用コンピュータであっても、アライメントセンサ内のユニットＰＵであっても、或いは、リソグラフィ装置全体を制御する中央制御ユニットＬＡＣＵであってもよい。このコンピュータアセンブリは、コンピュータ実行可能コードを含むコンピュータプログラムプロダクトをロードするために構成されうる。これにより、コンピュータプログラムプロダクトがダウンロードされた場合に、コンピュータアセンブリは、アライメントセンサＡＳを有するリソグラフィ装置の上述した使用を制御することを可能にしうる。上述した技術は、ハードウェアの変更なしで既存の装置において実施できるので、本発明は、特殊マーク３１０、６１０等からの信号の読み出しおよび分析を制御するための命令を担持するコンピュータプログラムプロダクトにおいて有効に具現化されうる。
【００７０】
[0083]  プロセッサ１２２７に接続されたメモリ１２２９は、ハードディスク１２６１、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１２６２、電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）１２６３およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２６４といった多数のメモリコンポーネントを含みうる。上述したこれらのメモリコンポーネントのすべてがなくてはならないわけではない。さらに、上述したこれらのメモリコンポーネントが、プロセッサ１２２７または互いに対して物理的に近いことが必須ではない。これらは、距離が離れて配置されていてもよい。
【００７１】
[0084]  プロセッサ１２２７はさらに、例えばキーボード１２６５またはマウス１２６６といった何らかの種類のユーザインターフェースに接続されうる。タッチスクリーン、トラックボール、スピーチ変換器、または当業者に周知である他のインターフェースも用いてよい。
【００７２】
[0085]  プロセッサ１２２７は、リムーバブルディスク１２６８またはＣＤＲＯＭ１２６９といったデータ担体から、例えばコンピュータ実行可能コードの形態にあるデータを読み出しし、ある状況下ではデータ担体上にデータを記憶するように構成された読み出しユニット１２６７に接続されうる。ＤＶＤまたは当業者に知られている他のデータ担体を用いてもよい。
【００７３】
[0086]  プロセッサ１２２７はさらに、紙に出力データを印刷するプリンタ１２７０と、ディスプレイ１２７１にも接続されうる。プロセッサ１２２７は、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）等といった通信ネットワーク１２７２に、入出力（Ｉ／Ｏ）に関与する送信器／受信器１２７３によって接続されうる。プロセッサ１２２７は、通信ネットワーク１２７２を介して他の通信システムと通信するように構成されうる。本発明の一実施形態では、例えばオペレータのパーソナルコンピュータである外部コンピュータ（図示せず）が、通信ネットワーク１２７２を介して、プロセッサ１２２７にログインすることができる。
【００７４】
[0087]  プロセッサ１２２７は、独立型システムとして、または、並列に動作する多数の処理ユニットとして実施されてよく、各処理ユニットは、より大きいプログラムのサブタスクを実行するように構成されている。これらの処理ユニットはさらに、幾つかのサブ処理ユニットを有する１以上の主処理ユニットに分割されてもよい。プロセッサ１２２７の幾つかの処理ユニットは、他の処理ユニットから遠く離れて配置されて、通信システム１２７２を介して通信してもよい。
【００７５】
[0088]  図１におけるあらゆる接続は物理的な接続として示されるが、これらの接続のうちの１以上がワイヤレスであってもよいことが観察される。これらの接続は、「接続された」ユニットが、何らかの方法で、互いに通信するように構成されていることを示すことを意図しているに過ぎない。コンピュータシステムは、本明細書に記載された機能を行うように構成されたアナログおよび／またはデジタルおよび／またはソフトウェア技術を有する任意の信号処理システムであってよい。
【００７６】
[0089]  本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者には当然のことであるがそのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
【００７７】
[0090]  光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明の実施形態は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されるパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストは硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。
【００７８】
[0091]  本明細書において使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長、またはおよそこれらの値の波長を有する）、および極端紫外線（ＥＵＶ）（５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。
【００７９】
[0092]  「レンズ」という用語は、文脈によって、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指しうる。
【００８０】
[0093]  以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明は、上記に開示した方法を表す１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態であってもよい。
【００８１】
上記の説明は、限定ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、以下に記載する節の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。
【００８２】
１．リソグラフィプロセスの性能のパラメータを測定する方法であって、
（ａ）少なくとも１つのリソグラフィステップを用いて、基板上に、該基板上で互いに隣接して位置決めされかつ各々の第１および第２の周期性を有する第１および第２のサブパターンを含むパターンを形成することと、
（ｂ）前記隣接する第１および第２のサブパターンを観察して、前記第１および第２の周期性の周波数より低い周波数における第３の周期性を有するビート成分を含む組合せ信号を得ることと、
（ｃ）前記組合せ信号から、前記リソグラフィプロセスの性能の測定値を計算することとを含み、前記計算された測定値は、前記ビート成分の位相によって、少なくとも部分的に決定される、方法。
２．前記第１および第２のサブパターンは、共に同じリソグラフィステップにおいて形成され、前記サブパターンのうちの少なくとも１つは、もう１つのサブパターンに対して見掛けの位置を有するように形成され、該見掛けの位置は、前記性能パラメータに依存する、実施形態１に記載される方法。
３．前記性能パラメータは、前記リソグラフィステップにおいて前記基板上に形成された特定のフィーチャタイプの寸法である、実施形態２に記載の方法。
４．前記サブパターンのうち少なくとも１つは、マークの周期的な配列を含み、前記マークの各々は、ソリッド部分と細分化された部分とを有し、各マークの前記見掛けの位置は、ステップ（ｂ）において観察された場合、前記リソグラフィプロセスの前記性能パラメータに依存する、実施形態１、２または３に記載の方法。
５．前記第１および第２のサブパターンは、別個のリソグラフィステップにおいて形成される、実施形態１に記載の方法。
６．前記性能パラメータは、オーバーレイである、実施形態５に記載の方法。
７．前記ステップ（ｂ）において、前記第１および第２のサブパターンの観察は、光学的に組み合わせられ、前記ビート成分を既に含む電子信号に変換される、いずれかの先行する実施形態に記載の方法。
８．前記パターンは、前記電子信号を生成するように、センサを用いて前記パターンをスキャンすることにより観察され、それにより前記ビート成分は、前記スキャン中に、前記電子信号において時変成分として現れる、実施形態７に記載の方法。
９．ステップ（ｂ）において、前記第１および第２のパターンの観察は、同時に行われ、前記組合せ信号が得られるように後に電子的に組み合わせられる第１および第２の電子信号に変換される、実施形態１から６に記載の方法。
１０．前記第１および第２の電子信号は、前記パターンの像の様々な部分を含む、実施形態９に記載の方法。
１１．前記基板に更なるパターンを付与する更なるリソグラフィステップを行うことをさらに含み、該更なるリソグラフィステッププロセスは、前記測定されたパラメータを参照することにより部分的に制御される、いずれかの先行する実施形態に記載される方法。
１２．前記リソグラフィステップおよび前記さらなるリソグラフィステップは、ダブルパターニングプロセスにおけるステップを含む、実施形態１１に記載される方法。
１３．リソグラフィプロセスの性能のパラメータを測定する装置であって、
前記リソグラフィプロセスを用いて、基板上に形成されたパターンを観察するように動作可能なセンサであって、該パターンは、該基板上で互いに隣接して位置決めされかつ各々の第１および第２の周期性を有する第１および第２のサブパターンを含む、センサと、
前記隣接する第１および第２のサブパターンの観察を組み合わせて、前記第１および第２の周期性の周波数より低い周波数における第３の周期性を有するビート成分を含む組合せ信号を得るための配置と、
前記組合せ信号から、前記リソグラフィプロセスの性能の測定値を計算するためのプロセッサであって、該計算された測定値は、前記ビート成分の位相によって、少なくとも部分的に決定される、プロセッサと、
を備える装置。
１４．動作時、前記第１および第２のサブパターンの前記観察は、前記ビート成分を既に含む電子信号に変換される前に、光学的に組み合わせられる、実施形態１３に記載の装置。
１５．前記センサは、前記電子信号を生成するように、前記パターンをスキャンすることにより前記観察を行うように構成され、それにより前記ビート成分は、前記スキャン中に、前記電子信号において時変成分として現れる、実施形態１４に記載の装置。
１６．前記組合せ配置は、前記第１および第２のパターンの観察を、第１および第２の電子信号の形態で得て、前記第１および第２の電子信号を組み合わせて前記組合せ信号を得るように構成される、実施形態に記載の装置。
１７．前記第１および第２の電子信号は、前記パターンの像の様々な部分を含む、実施形態１６に記載の装置。
１８．パターニングデバイスからのパターンを基板上に転写するように構成されたリソグラフィ装置であって、
基板を保持するように構成された基板テーブルと、
前記基板が前記リソグラフィ装置の前記基板テーブル上に支持されている間に前記基板が受けたリソグラフィプロセスの性能のパラメータを測定するために構成されている、実施形態のいずれかに記載された装置と、
を備える、リソグラフィ装置。
１９．前記測定装置の前記センサは、前記基板の位置も測定するように構成され、前記リソグラフィ装置は、前記測定された位置を参照することにより、前記基板上への後続のパターンの転写を少なくとも部分的に制御するためのコントローラを備える、実施形態１８に記載のリソグラフィ装置。
２０．前記測定装置の前記プロセッサは、前記ビートパターンを観察するのと同時に観察された信号から前記基板の前記位置を決定するように構成される、実施形態１９に記載のリソグラフィ装置。
２１．前記コントローラは、前記測定された性能パラメータを参照することにより、前記基板上へのさらなるパターンの転写を少なくとも部分的に制御するように構成される、実施形態１８、１９または２０に記載のリソグラフィ装置。
２２．リソグラフィプロセスによってマークがその上に形成されている基板であって、該マークは、前記リソグラフィプロセスの性能のパラメータの測定に用いられるように適応され、また、前記基板上で互いに隣接して位置決めされかつ各々の第１および第２の周期性を有する第１および第２のサブパターンを含み、該サブパターンは、１つのサブパターンの、もう１つのサブパターンに対する見掛けの位置が、前記性能パラメータに依存するように形成され、前記第１および第２の周期性は、前記第１および第２の周期性の周波数より低い周波数における第３の周期性を有するビートパターンを生成するような周期性であり、それにより、前記性能パラメータの変化は、前記ビートパターンの前記位置の変化から推測可能である、基板。
２３．前記第１および第２のサブパターンは、共に同じリソグラフィステップにおいて形成され、前記サブパターンのうちの少なくとも１つは、もう１つのサブパターンに対して見掛けの位置を有するように形成され、前記見掛けの位置は、前記性能パラメータに依存する、実施形態２２に記載の基板。
２４．前記性能パラメータは、前記リソグラフィステップにおいて前記基板上に形成された特定のフィーチャタイプの寸法である、実施形態２３に記載の基板。
２５．前記サブパターンのうち少なくとも１つは、バーの周期的な配列を含み、該バーの各々は、ソリッド部分と細分化された部分とを有し、各バーの前記見掛けの位置は、観察された場合、前記リソグラフィプロセスの前記性能パラメータに依存する、実施形態２２、２３または２４に記載の基板。
２６．前記第１および第２のサブパターンは、別個のリソグラフィステップにおいて形成され、前記性能パラメータはオーバーレイである、実施形態２２または２４に記載の基板。
２７．前記第１および第２のサブパターンは、前記パターンの長手方向に隣り合わせで延在する、実施形態２２から２６のいずれかに記載の基板。
２８．前記第１および第２のサブパターンのうちの第１のサブパターンが、前記パターンの中心線に沿って延在する一方で、前記第１および第２のサブパターンのうちのもう１つのサブパターンが、前記パターンが全体として前記中心線に関して対称であるように両側に沿って延在する、実施形態２７に記載の基板。
２９．前記マークは、ダブルパターニングプロセスの一部として、第１のフィーチャポピュレーションとの交互配置で形成される第２のフィーチャポピュレーションに備えて、前記第１のフィーチャポピュレーションに形成される、実施形態２２から２８のいずれかに記載の基板。
３０．実施形態１から１２のいずれかに記載される方法のステップ（ｂ）および（ｃ）を測定装置に行わせる機械実行可能な命令を含むコンピュータプログラム又はコンピュータ可読媒体。
【図１】
0005155436.tif 000002
【図２】
0005155436.tif 000003
【図３】
0005155436.tif 000004
【図４】
0005155436.tif 000005
【図５】
0005155436.tif 000006
【図６】
0005155436.tif 000007
【図７】
0005155436.tif 000008
【図８】
0005155436.tif 000009
【図９】
0005155436.tif 000010
【図１０】
0005155436.tif 000011
【図１１】
0005155436.tif 000012
【図１２】
0005155436.tif 000013
【図１３】
0005155436.tif 000014